Page 27 - Krechkovska_avtoref

25

а б в
Рис. 21. Підповерхневе шлакове включення вздовж лінії сплавлення хвостовиків спарених
лопаток РВТ (а) та фрактографічні ознаки втомного руйнування лопаток із сталі
15Х11МФ-Ш (позн. 1, табл. 9) від шлакового включення (а, б) та від холодної тріщини (в).

Лопатки РНТ із сталі 15Х11МФ (позн. 5, табл. 10) зруйнувалися через
7400 год експлуатації, хоча механічні властивості сталі практично відповідали ви-
2
могам регламенту (твердість – до 275 НВ, KCV – не нижча за 0,87 МДж/м , σ = 808,
В
а σ =700 МПа, δ = 14,8). Вхідні крайки лопаток були зміцнені методом електроіск-
0,2
рового легування (ЕІЛ). У зміцненому шарі виявили поруватість та структурну не-
однорідність (рис. 22а, б). Під впливом пароводяної суміші на вхідних крайках ло-
паток в околі зони фазового переходу формувалися рівчакові корозійно-ерозійні
ураження. В міру їх поглиблення концентрація напружень в їх вершинах зростала
аж до зародження втомних тріщин (рис. 22б). Нерівномірний розподіл по товщині
зміцненого шару карбідів W і Cr та їх морфологія сприяли підвищенню концентрації
напружень навколо них і полегшували ріст тріщин між ними. Таке множинне трі-
щиноутворення змінювало власну частоту коливань лопаток, що сприяло їх резона-
нсу і дочасному руйнуванню через проникнення тріщин з ЕІЛ шару в метал лопатки
(хоча частина з них і зупинялася на межі їх розділу, рис. 22б).

а б в
Рис. 22. Поперечний переріз пера лопатки (а), мікроструктура шару ЕІЛ з мікротріщиною у
ньому (б) та мікрофрактограма експлуатаційного зламу лопатки від її вхідної крайки (в).
На зламах лопаток на фоні переважаючого крізьзеренного втомного рельєфу
спостерігали лише поодинокі ділянки міжзеренного типу (рис. 22в). Хоча рельєф на
крізьзеренних фасетках, з відтвореними на них межами пакетів високовідпущеного
мартенситу, фактично теж слід розглядати як міжзеренний. Руйнування вздовж обох
типів меж супроводжувалося незначним вторинним розтріскуванням, що вважали
ознакою сумісного впливу пароводяної суміші в зоні фазового переходу та напру-
жено-деформованого стану у вершинах тріщин через резонансне перевантаження.
Отже, дочасне корозійно-втомне руйнування лопаток РНТ спричинила сукупність
чинників: низький опір і корозійно-ерозійному зношуванню поверхнево-зміцненого